Индукционный водонагреватель

Индукционные водонагреватели

Не так давно на российском рынке появилась новая технологическая разработка, предназначенная для обеспечения автономного отопления, а также обеспечения системы горячего водоснабжения, которая называется «индукционный водонагреватель» . Разработанный и воспроизведённый по наработкам великого ученого Никола Теслы, индукционный водонагреватель не имеет прямого водонагревателя, как на системах газового и электрического водонагрева, а следовательно существенно продлевает нормативные срок службы всей системы, который по заявлениям производителя составляет около 30 лет.

Конструктивно индукционный водонагреватель состоит из нескольких магнитопроводов, магнитных катушек и теплообменника с водой цилиндрической формы. За счет работы по принципу индукционной катушкииндукционные водонагреватели создают переменное магнитное поле, в котором за счет процесса перемагничивания нагревается металл, который в свою очередь нагревает теплоноситель.

В отличие от обычных ТЭНовых водонагревателей, индукционные водонагреватели гораздо экономичнее, и потребляют от 30 до 50 % меньше электроэнергии. Простота конструкции и более быстрый по времени нагрев жидкости делает индукционный водонагреватель одной из наиболее перспективных разработок.

Индукционный водонагреватель

Индукционный водонагреватель (бойлер) — устройство и принцип работы

Сравнительно недавно на рынке появилось оборудование для нагрева воды, принцип действия которого значительно отличается от традиционных устройств, это индукционный водонагреватель, до сих пор считающийся диковинкой для многих потребителей.

Более знакомы индукционные варочные панели (плиты), эффективность и экономичность которых оценена по заслугам. Поэтому стоит рассмотреть и водонагреватели, действующие по такому же принципу.

Индукционный проточный водонагреватель

Что представляет собой и как работает индукционный водонагреватель

Принцип действия всех приборов индукционного типа основан на способности вихревых (наведенных) токов нагревать находящиеся в поле излучения предметы. Индукционный проточный водонагреватель еще относится к разряду постоянно усовершенствующегося оборудования, но и уже существующие модели обладают достаточно высокой тепловой мощностью.

Конструктивно водонагреватель такого типа представляет собой металлическую закрытую емкость небольшого диаметра. Основным элементом является высокочастотная индукционная катушка, помещенная внутрь бака. Характеристики наматываемой спирали зависят от требуемой мощности и производительности устройства. Внутри катушки проходит трубопровод небольшого диаметра, через который проходит нагреваемая вода.

Основным электрическим элементом является понижающий трансформатор и инвертор, позволяющий получить из обычного бытового электричества токи высокой частоты. При прохождении такого тока через индукционную катушку происходит нагрев пространства внутри нее, которое может быть заполнено специальным антифризом или даже обычной водой.

Благодаря повышению температуры внутри катушки осуществляется нагрев проходящей по медной трубке воды. Медь используется в силу своей хорошей теплопроводности.

Принцип работы индукционного водонагревателя

Как видите, схема индукционного водонагревателя достаточно проста. Имея навыки работы с электрооборудованием собрать такое устройство можно даже самостоятельно.

Эксперты отмечают целый ряд положительных моментов использования индукционной техники для обеспечения горячего водоснабжения и даже отопления:

  • Агрегаты индукционного типа отличаются исключительной долговечностью. Средний срок службы достигает 25-30 лет. При этом не требуется дорогостоящее техническое обслуживание, профилактическая чистка может осуществляться один раз в 10 лет.
  • Индукционные водонагреватели могут обладать значительной тепловой мощностью, наряду с этим потребление электроэнергии (по сравнению с традиционным оборудованием на тэнах) снижено на 30-50%.
  • Образование накипи на индукционном греющем элементе невозможно в принципе. Переменное магнитное поле препятствует образованию и оседанию труднорастворимых солей на внутренних поверхностях конструкции.

Конечно, водонагреватели такого типа нельзя отнести к разряду дешевой бытовой техники, на сегодняшний день даже небольшие по мощности модификации стоят не менее 30 тысяч рублей. Но постоянное усовершенствование конструкции, увеличение объемов продаж приводит к постепенному снижению цен на такие устройства. Поэтому в ближайшем будущем индукционные водонагреватели могут стать доступными для широких слоев населения.

Модели индукционных водонагревателей, предлагаемые на отечественном рынке

Отечественные разработки индукционной техники представлены достаточно широко. В продаже вполне можно найти установки мощностью от 3 до 50 кВт, отличающиеся высокой надежностью.

Индукционный водонагреватель ВИН 7

Индукционный водонагреватель ВИН 7

  • Предназначен для обеспечения горячего водоснабжения или отопления помещений объемом до 340 кубических метров.
  • Номинальная мощность установки составляет 7 кВт, работает от бытовой электрической сети (220 В, 50 Гц).
  • Способен вырабатывать до 5900 ккал/час.
  • Представляет собой круглую емкость высотой 620 мм и наружным диаметром всего 133 мм. Диаметр входных и выходных патрубков составляет 20 мм.
  • Стоит в среднем 43-45 тысяч рублей.

Водонагреватель отличается высокой работоспособностью, может обеспечивать достаточно большой расход горячей воды.

В таком же ценовом диапазоне продаются и установки под брендом «Эдисон».

Индукционный водонагреватель «Эдисон 4.7»

Индукционный водонагреватель «Эдисон 4.7»

  • обладает тепловой мощностью 3960 ккал/час, потребляемая электрическая мощность составляет всего 4,7 кВт.
  • КПД установки достигает 98%, оборудование так же работает от бытовой электрической сети.
  • Устройство может использоваться в качестве отопительного агрегата для помещений объемом до 240 кубометров, чего вполне достаточно для обогрева среднего по размерам загородного дома.

В комплект водонагревателя входят пусковая аппаратура, шкаф управления, датчики уровня и температуры. Производители заявляют рабочий ресурс, превышающий 100 тысяч часов (более 30 лет). Надежность обеспечена простотой конструкции.

Водонагреватели индукционного типа вполне можно назвать оборудованием будущего. Поэтому если вы заинтересованы в обеспечении комфортных условий жизни, но хотите для этого использовать эффективное энергосберегающее оборудование, то стоит рассмотреть возможность приобретения такого устройства.

Перед покупкой рекомендуется проконсультироваться у специалиста. Это связано с тем, что индукционные водонагреватели постоянно совершенствуются, и на текущий момент может появиться возможность приобрести более эффективную модификацию.

Индукционный водонагреватель (бойлер) — устройство и принцип работы

Явление индукции заключается в возникновении наведенных токов. В случае нагревателей траектории движения носителей имеют вихревой характер и значительную амплитуду. В результате металл резко нагревается. В промышленных целях используют токи разной частоты, но не выше 1 МГц, в противном случае глубина проникновения резко снижается. Однако находится применение. Подобным образом удается закалить поверхность осей и прочих вытянутых деталей, которые сложно обработать прочим методом. Локальный поверхностный нагрев вызывает образование аустенита с последующим резким охлаждением до мартенсита. Используется в металлургии и металлообработке и процесс отпуска стали с целью придания пластичности. Индукционный водонагреватель представляет упрощенную промышленную установку уменьшенного размера и малой мощности.

Для процесса индукции характерна минимальная инерция. Стоит появиться переменному полю, возникают в ответ токи Фуко. Преимущество метода: излучение практически отсутствует, поле быстро затухает с расстоянием. Поэтому радиочастоты начинаются на сотнях кГц. По озвученной причине использовать указанные длины волн в металлургии уже невыгодно. Спираль индукционного нагревателя в этом случае превращается в антенну. Другое дело ультразвук и частоты, лежащие чуть ниже. Отлично наводят токи Фуко и не вредят рабочим (операторам, покупателями, кухаркам), использующим оборудование.

Промышленные индукционные нагреватели имеют потрясающую мощность — 100 кВт и более. При подобных условиях металл нагревается от двух процессов, упомянутых выше, закалки и отпуска, просто-напросто плавится. На этом принципе построены индукционные печи с потрясающими способностями к энергопотреблению. Воплощаемая задумка: энергия передается непосредственно стали, нагреваемой на глазах. Это позволяет применять явление индукции в кузнечном деле.

Ряд областей, где требуется нагрев, упомянутые устройства с успехом решают поставленные задачи:

В быту индукционный нагрев используют в приборах для готовки пищи и водонагревателях. Это позволяет получать дорогие безынерционные приборы, одновременно имеющие высокий КПД. Тройка названий на слуху, где используется технология:

Не исключаем наличие прочих устройств, призванных облегчить жизнь человека.

Итак, принцип действия индукционного нагревателя промышленного типа заключается в следующем. Напряжение на входе выпрямляется и поступает на вход инвертора, генерирующего импульсы нужной частоты. В кухонных плитах с уменьшением длины волны поднимается температура. Не исключено, что подобный эффект используется в индукционных нагревателях. Главным элементом является катушка (Николы Теслы). От формы зависит нагреваемая часть. Спиральные катушки в виде пружины поднимают температуру той детали, что внутри (к примеру, труба), плюс детали снаружи (внутренность трубы).

Читатели представят эффект по картинкам из школьных учебников. Вспомните, как магнитное поле пронизывает катушку: максимальная плотность линий напряженности приходится на осевую линию конструкцию, придуманной Лапласом.

Материалом служит медная трубка. У нее хорошие электропроводность и прочность. Поскольку высокочастотный ток идет преимущественно по поверхности, внутренняя часть проводника не задействована. Получается относительно дешевая и легкая конструкция. На частоте 50 Гц это неактуально, скорее, подходит для тока акустического диапазона и выше. Дополнительный момент — электрическое сопротивление. Нисколько эффект не увеличиваем, убирая сердцевину, ток уже идет по поверхности. Чем выше мощность индукционного нагревателя, тем толще трубка. Одновременно падает электрическое сопротивление.

Одновременно в ферромагнитном материале, поневоле ставшим сердечником катушки, по которой течет ток высокой частоты, возникает магнитный поток, согласно напряжению меняющий направление. Эффект сопровождается выделением тепла, на которое тратится мощность индукционного нагревателя. Потому КПД настолько высок.

Катушка не греется. На всякий случай покрывают специальным материалом: керамическая ткань или жесткий состав. Делается это из соображений:

  1. Чтобы витки катушки не перемкнулись между собой, тогда работа устройства окажется нарушена.
  2. Второй причиной для промышленных индукционных нагревателей служит защита от докрасна раскаленных деталей, иногда касающихся катушки.

Современные материалы легко выдерживают температуры свыше 1000 ?С без последствий.

Принцип действия индукционного водонагревателя напоминает промышленные эквиваленты. Только функционал и задачи намного скромнее. Предназначением индукционного водонагревателя является подача на рабочую катушку тока высокой частоты и мощности. В результате сердцевина начинает греться. Располагается там труба с водой — типичный проточный водонагреватель. Соль в том, что дроссель наводит переменный магнитный поток в стальной трубе, а вода, протекая мимо, забирает тепло. Не значит, что индукционный водонагреватель непригоден для пластиковых стояков, их возможно присоединить. Но внутри прибора труба стальная.

В сравнении с промышленными индукционными нагревателями дело намного проще. Стоит медный трансформатор, как у сварочного аппарата, передающий ток катушке. Напрямую включать нежелательно, выйдет нечто вроде короткого замыкания. Считаем, что внутри должны быть обыкновенный термостат для регулировки температуры и потенциометр для изменения мощности. Как в утюгах.

Отдельные любители предлагают изготовить индукционный водонагреватель своими руками путем размещения в отрезке полиэтиленовой трубы стального сверла, еле-еле проходящего внутрь по диаметру. Вокруг конструкции прокладываются продольные деревянные рейки. Сверху наматывается катушка, охватывающая трубу. При пропускании по виткам переменного тока сверло начнёт ударно греться. Понятно, что в результате прохождения внутри трубы воды, струя получит львиную долю тепла.

Любители рекомендуют использовать сварочный инвертор, нагруженный на катушку из армированной стеклоизоляцией проволоки, обмотанную вокруг трубы со сверлом внутри. Так избавляемся от потребности изобретать. Но вспоминая про стоимость сварочного инвертора, язык не поворачивается назвать изобретение удачным. Зато возможно безопасно опробовать задумку – работает или нет. Трудность в создании приемлемой конструкции генератора. Вряд ли ток из розетки в 50 Гц наведет индукционные токи и перемагнитит домены. Иначе зачем производители промышленных электрически нагревателей стараются и делают источники питания для приборов.

Упомянутые любители рекомендуют выбирать частоту питания прибора в 50 кГц. Чтобы собрать инвертор на мощность 3—6 кВт, придется здорово попотеть. Не у каждого дома пробки потянут такую нагрузку. Теперь обрисованы недостатки индукционных водонагревателей. Преимущества — в большом КПД. Принцип работы индукционного водонагревателя основывается на двух ипостасях:

  1. Токи Фуко вызываются электромагнитной волной, неизбежно возникающей, когда появляются переменные электрическое или магнитное поле. В металле наводится эффект, независимо от принадлежности к ферромагнитным материалам.
  2. Эффект перемагничивания тоже вызывает нагрев. Переменное магнитное поле изменяет ориентацию доменов, что сопровождается тепловым эффектом. Выше точки Кюри явление пропадает. Для стали температура потери магнитных свойств лежит выше 700 ?С. Потому посуда для индукционной варочной панели выбирается стальная. Алюминиевая будет греться исключительно за счет токов Фуко, значит, гораздо медленнее, нежели железо. У стали электрическое сопротивление больше, что является дополнительным преимуществом.

Преимущества индукционных водонагревателей:

  1. Экономия энергии до 30% относительно прочих приборов.
  2. Безынерционность.
  3. Долговечность. Вихревые Индукционные нагреватели из Ижевска работают до 30 лет при гарантии производителя 3 года.
  4. Экологичность спорная, если вспомнить про тепловые насосы, но это лучше, чем жечь дрова, уголь и газ.

Прибор требуется заизолировать базальтовой ватой, чтобы грел не воздух, а трубу. В противном случае получатся большие потери на конвекцию. Причем базальтовая вата защищает катушку от трубы, не иначе. Использование индукционных водонагревателей собственной конструкции представляется сегодня проблематичным. Генератор колебаний возможно собрать самостоятельно либо использовать инвертор, сварочный или из варочной панели. ВИНы из Ижевска соединяют последовательно для целей отопления и водоснабжения. Но не в домашних условиях.

Источники:
Индукционные водонагреватели
Не так давно на российском рынке появилась новая технологическая разработка, предназначенная для обеспечения автономного отопления, а также обеспечения системы горячего водоснабжения, которая
http://vodonagrewateli.ru/indukcionnye-vodonagrevateli/
Индукционный водонагреватель (бойлер) — устройство и принцип работы
Сравнительно недавно на рынке появилось оборудование для нагрева воды, принцип действия которого значительно отличается от традиционных устройств, это
http://climanova.ru/indukcionnyj-vodonagrevatel-bojler-ustrojstvo-i-princip-raboty.html
Индукционный водонагреватель
Нагрев воды просто необходим, особенно там, где есть доступ только к холодной воде. Данная статья рассматривает индукционный водонагреватель.
http://vashtehnik.ru/vodonagrevateli/indukcionnyj-vodonagrevatel.html

COMMENTS